防海水電纜及技術(shù)難點(diǎn)

交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（XLPE）

交聯(lián)聚乙烯絕緣（XLPE）海底電纜發(fā)展于上世紀(jì)80年代，多數(shù)用于220kV及以下電壓等級(jí)［1］，其制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)還遠(yuǎn)不如充油海底電纜．截止到目前，電壓等級(jí)zuì高的XLPE交流海底電纜是耐克森（NEXANS）公司正在為位于挪威海的大型OrmenLange天然氣田安裝的2.2km長(zhǎng)的420kV4根單心海底電纜．500kV交流長(zhǎng)距離海底電纜，目前應(yīng)用的僅有充油電纜．

與充油電纜相比，XLPE電纜具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①XLPE電纜是固體絕緣，不需復(fù)雜的充油系統(tǒng)，不需要檢測(cè)油位、控制油壓，運(yùn)行費(fèi)用低；

②XLPE電纜沒有鉛護(hù)套，彎曲半徑小、質(zhì)量輕，可生產(chǎn)、敷設(shè)的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，且在敷設(shè)安裝和運(yùn)輸時(shí)都要比充油電纜簡(jiǎn)單；

③XLPE海底電纜的電氣性能和機(jī)械性能也都優(yōu)于充油電纜．正因如此，XLPE絕緣海底電纜的發(fā)展有著更廣闊的前景，但也有眾多技術(shù)問題尚需解決．普通的交聯(lián)聚乙烯電纜在直流電壓作用下，電纜絕緣中的空間電荷會(huì)在某處集中，從而造成此處局部場(chǎng)強(qiáng)過高而被擊穿．在絕緣材料中采用添加劑可以減緩電纜絕緣中空間電荷累積，使得交聯(lián)聚乙烯電纜可以用于直流高壓供電．2002年，dì一根擠包型單心直流海底電纜（輕型直流電纜，瑞典ABB），電壓±150kV，長(zhǎng)度40km，容量330MW，用于連接紐約長(zhǎng)島和美國(guó)的康涅狄格．這種直流海底電纜采用3層聚合材料擠壓成單極性電纜，內(nèi)外屏蔽層與絕緣層同時(shí)擠壓，具有高強(qiáng)度、環(huán)保和便于掩埋等優(yōu)點(diǎn)，適用于深海等惡劣環(huán)境．

XLPE絕緣直流海底電纜現(xiàn)zuì高電壓可達(dá)320kV交流電纜絕緣中的等效電容隨電纜長(zhǎng)度增加而增大，在能量傳輸過程中，等效電容與電源間不停地進(jìn)行著充電放電，其充電電流可達(dá)到*值而影響正常有功負(fù)荷的傳輸，所以交流海底電纜有個(gè)理論上的極限傳輸距離，多個(gè)跨海工程表明，該距離約為40km［3］，超過這個(gè)距離，采用交流傳輸電能就不具經(jīng)濟(jì)性了．而直流電纜長(zhǎng)度不受充電電流限制，無(wú)需無(wú)功補(bǔ)償裝置，制造安裝簡(jiǎn)便，介損和導(dǎo)體損耗小，有著良好的市場(chǎng)前景．但高壓直流海底電纜還有如空間電荷積累機(jī)理及其抑制方法、直流電壓下的絕緣老化機(jī)理、新開發(fā)絕緣材料的*穩(wěn)定性，局部放電的影響等眾多問題有待研究解決．"

一般超高壓交流海底電纜都是單心的，但由于3心交流海底電纜可以節(jié)省生產(chǎn)和敷設(shè)的費(fèi)用，所以大截面、

高電壓等級(jí)的3心XLPE交流海底電纜也在逐步推廣．2008年，耐克森公司在加拿大敷設(shè)了世界上dì一根電壓達(dá)245kV的3心XLPE絕緣海底電纜．聚乙烯（PE）絕緣電纜和EPR（乙丙橡皮）絕緣電纜乙丙橡皮電纜與XLPE電纜（tgδ≤0.0005）相比，介損正切值tgδ、和介電常數(shù)ε都比較大，但與聚乙烯電纜相比更能防止樹枝及局部放電，一般只用于中等電壓的海底電纜．截至目前為止，zuì高等級(jí)的乙丙橡皮海底電纜是2001年安裝在意大利威尼斯－穆拉諾－梅斯特（Venezia-Murano-Mestre）的150kV海底電纜．PTYA23鐵路信號(hào)電纜PTYA23

充氣式電纜

充氣式海底電纜在結(jié)構(gòu)上與充油電纜很相似，也使用預(yù)先浸漬好的紙帶做絕緣，再充入帶壓力的氮?dú)?，帶壓力的氣體填充了紙帶間的空隙，提高了擊穿電壓．充氣式海底電纜可用于交直流輸電，它比充油式電纜更適合于較長(zhǎng)的海底電纜網(wǎng)．但由于需在深水下使用高氣壓操作，故此增加了設(shè)計(jì)電纜及其配件的困難，該電纜一般限于水深為300m以內(nèi)．

海底電纜的相關(guān)技術(shù)問題

海底電纜的防水

當(dāng)機(jī)械應(yīng)力或外力造成電纜護(hù)套及絕緣損傷、接頭損壞時(shí)，潮氣或水分會(huì)沿著電纜縱向和徑向間隙浸入，降低絕緣的電氣強(qiáng)度，因此多數(shù)高壓海底電纜都具

有防止水分入侵的縱向、徑向防水措施．徑向措施主要是在絕緣屏蔽和金屬屏蔽層外面繞包半導(dǎo)電阻水膨脹帶，在金屬屏蔽層外面添加金屬防水層即金屬護(hù)套，中壓電纜電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較低，一般使用鋁塑復(fù)合護(hù)套，也有僅用聚合物護(hù)套的，高壓電纜則采用鉛、鋁、不銹鋼的金屬密封套．聚合物護(hù)套具有防水性，但卻有一定的吸水率，這是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)主要是由結(jié)晶相和無(wú)定形相組成的半結(jié)晶高聚物．結(jié)晶相結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)定形相中的分子排列疏松，分子間存在較大的間隙．在交變電場(chǎng)的作用下，極性的水分子不斷來回翻轉(zhuǎn)，可以透過間隙和晶界缺陷處滲透到絕緣材料中．采用聚合物護(hù)套時(shí)，護(hù)套里要加具有吸水作用的阻水劑．

縱向阻水主要采用①壓緊型線心；②在導(dǎo)線之間和纜心屏蔽區(qū)添加阻水性物質(zhì)，阻斷水分在纜心中的擴(kuò)散通道．縱向阻水采用阻水粉填充效果好，它的吸水量為自身的幾十倍乃至幾千倍，吸水強(qiáng)度大、膨脹率高，吸水后可迅速膨脹形成凝膠狀物質(zhì)，阻塞滲水通道，終止水分和潮氣的進(jìn)一步擴(kuò)散和延伸，使受潮電纜的長(zhǎng)度降到zuì低。

高溫電線電纜出口需注意的五個(gè)方面

目前不少國(guó)內(nèi)高溫電線電纜企業(yè)紛紛進(jìn)軍國(guó)外市場(chǎng)，但是與國(guó)外本土產(chǎn)品相比，我國(guó)高溫電線電纜產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力還有待提高，尤其是一些企業(yè)不了解國(guó)外的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就貿(mào)然行動(dòng)，導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展處于一個(gè)尷尬的境地。春草作為高溫電線電纜行業(yè)的，已在國(guó)外市場(chǎng)取得一定的成績(jī)，下面就分享一下出口高溫電線電纜需注意的五個(gè)方面。

一、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)外高溫電線電纜一般要求采用IEC或英標(biāo)、美標(biāo)等*標(biāo)準(zhǔn)，因此僅對(duì)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)熟悉是不夠的，還要熟悉標(biāo)準(zhǔn)。

二、鋪設(shè)條件：在西亞、東南亞等地區(qū)的環(huán)境條件比較特殊，如有些地區(qū)zuì高溫度50℃，zuì高日平均溫度40℃，因此技術(shù)資料中應(yīng)在意與環(huán)境有關(guān)的技術(shù)參數(shù)的說明（如載流量的修正系數(shù)）。

三、高溫電線電纜結(jié)構(gòu)：由于高溫電線電纜鋪設(shè)環(huán)境的原因，高溫線結(jié)構(gòu)除了要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求外，往往還有一些附加的要求，為此，企業(yè)在高溫線的設(shè)計(jì)制造過程中要加以注意。

PTYA23鐵路信號(hào)電纜PTYA23四、高溫電線電纜的包裝：對(duì)出口高溫電線電纜而言，交貨盤一般采用大盤或鋼盤結(jié)構(gòu)，并且用鐵皮或木條全封閉包裝。除了要考慮高溫線裝盤長(zhǎng)度和zuì小允許彎曲半徑以外，還要考慮集裝箱的尺寸。要嚴(yán)格按照訂貨要求。由于出口高溫線的包裝要比國(guó)內(nèi)的繁復(fù)，因此會(huì)影響到高溫線的成本及交貨期，為此，在訂合同時(shí)就要注意。

五、其他注意事項(xiàng)：在發(fā)貨之前，要向用戶提供高溫電線電纜主要技術(shù)參數(shù)、截面圖、敷設(shè)說明書等資料、試驗(yàn)報(bào)告也要隨貨發(fā)運(yùn)。技術(shù)資料應(yīng)確保完整無(wú)缺；要嚴(yán)格控制高溫電線電纜的制造長(zhǎng)度，交貨長(zhǎng)度誤差要盡量減少。凡是出口產(chǎn)品都要通過國(guó)家商檢部門檢驗(yàn)，并出具商品檢驗(yàn)書。

隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，國(guó)產(chǎn)高溫電線電纜企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)必定不會(huì)局限在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)外市場(chǎng)才是更大的舞臺(tái)。希望國(guó)內(nèi)企業(yè)在進(jìn)軍國(guó)外市場(chǎng)之前可以仔細(xì)思考以上五點(diǎn)，并結(jié)合企業(yè)自身狀況作出zuì適合自己的發(fā)展方案。